CN201926543U - 一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置 - Google Patents

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魏广科
李对
郭颖欣
沈建跃
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Shanghai Bo hydrogen Amperex Technology Limited
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Abstract

本实用新型公开了一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,它由两块带有气孔的压紧夹板、膜电极、紧固螺栓和密封圈构成。其特征是在固定板和膜电极的一侧给气加压,从另一侧通过流量计来定量检测由膜电极漏过的气体。可以用氢气、空气氮气等不同的气体做检验用气,可以根据膜电极的不同型号选择不同的检漏装置。本实用新型具有操作简便,结构简单等特点。

Description

一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置
技术领域:
[0001] 本实用新型涉及一种检测装置,特别是涉及一种质子交换膜燃料电池膜电极的检
漏装置。
背景技术:
[0002] 21世纪不可再生资源日趋枯竭,各国均面临不同程度的能源危机,以及使用传统 能源所带来的环境污染。寻找可替代传统化石能源的新型可再生能源成为当前的主要出 路,发展清洁、高效、可持续发展的新能源动力技术已成为十分紧迫的任务,其中最受关注 的就是风能,太阳能,氢能的利用。
[0003] 质子交换膜燃料电池是以氢气作为燃料及氧气或空气作为氧化剂,将电化学反应 的化学能直接转化为电能,其产物为水,清洁无污染。其核心部件膜电极(MEA)通常由气体 扩散层、催化层和质子交换膜通过热压工艺制备而成,质子交换膜、催化剂、碳纸等关键材 料对质子交换膜燃料电池的电性能起到决定性的作用。膜电极的工作原理为:氢气通过管 道或导气板到达阳极,在阳极催化剂的作用下,氢气发生氧化,释放出电子。氢离子穿过电 解质到达阴极,而在电池的另一端,氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极,同时,电子 通过外电路也到达阴极。在阴极侧,氧气与氢离子和电子在阴极催化剂的作用下反应生成 水。与此同时,电子在外电路的连接下形成电流,可以向负载输出电能。
[0004] 三合一的膜电极是质子交换膜燃料电池核心部件,其质量的好坏是决定整个燃料 电池的关键,膜电极除了传递反应中产生的质子外,还不能让两侧的燃料氢气和氧化剂氧 气通过膜电极本身互相渗透,若有相互渗漏而混合,则可能会发生燃烧或爆炸。因而也就意 味着膜电极不能有任何漏气情况。所以检验膜电极是否漏气是对膜电极质量和质子交换膜 燃料电池的安全运行是一个非常重要的环节。
[0005] 由于膜电极材料的特殊性,目前普遍采用的检漏装置,有的操作繁琐浪费时间,有 的还需要进行抽真空处理,有的不能确定膜电极的漏气速率。
[0006] 因此需要一种方便操作、不需抽真空,且容易实现对不同规格及批量化生产检测 的一种新型检漏装置。
发明内容:
[0007] 为了实现对膜电极的质量把关,检测其是否漏气,本实用新型提供了一种质子交 换膜燃料电池膜电极的检漏装置,可以实现对不同规格的膜电极进行漏气测试。其结构合 理,生产成本低,生产工艺简单,操作方便快捷,能够实现批量化生产的检测要求。
[0008] 为实现上述目的,采用如下设计方案:
[0009] 一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,其特征在于:由两块带有气孔的压 紧夹板,膜电极,紧固螺栓,密封圈构成。其中所述的压紧夹板上面包括气体密封槽、定位孔 定位销、螺栓孔、气孔、进气孔和出气孔。
[0010] 为了保障检测过程中达到良好的密封效果,夹板上面的密封槽配合密封圈对需要检漏的膜电极进行密封,密封圈和密封槽密切配合,密封槽加工深度0〜1. 5mm,误差在0〜 0. Imm之间。且在密封圈以内的位置是一个平滑的平面,考虑到碳纸本身疏松多孔的特性, 可以使气体分布的更均勻,更有利于膜电极的检漏。待检的膜电极通过定位孔定位销进行 定位固定在两块夹板之间,并且利用定位孔和定位销,使得两块夹板能够更准确的定位。检 漏装置的两块压紧夹板采用用紧固螺栓进行紧固,紧固用力要适中,既不能过小,也不能过 大。过小,装置外漏,导致检漏结果失真;过大,破坏膜电极的外观结构,导致膜电极性能下 降。
[0011] 气体从该检漏装置压紧夹板一侧的进气孔给气加压,同时在压紧板另一侧的出气 孔处连接上一个气体流量计或U型连通器,以便于检测是否有气体逸出和膜电极的漏气 率,从而判断待检测的膜电极是否发生了气体的穿透而产生漏气。可使用氢气、空气、氮气 气源进行检测。其中进气孔和出气孔按不对称相对位置放置,呈现不在同一侧的不对称的 相对结构,在检测过程中气体可采取下进上出的进气方式,也可采取上进下出的进气方式, 以保证更好的检漏效果。
附图说明:
[0012] 图1是质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置图
[0013] 图2是质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置侧面图
[0014] 1.定位孔定位销2.螺栓孔3.气孔4.进气孔5.密封槽
[0015] 6.出气孔7.密封圈平滑平面8.紧固螺栓9.膜电极10.密封圈
具体实施方式:
[0016] 结合图1和图2对本实用新型进行详细说明。
[0017] 实施例:
[0018] 首先把需要检测的膜电极(9)放入压紧夹板(A和B)内,并利用定位孔定位销⑴ 对三者进行准确定位,及用紧固螺栓(8)通过螺栓孔(¾来起到紧固固定的作用,在固定的 过程中利用力矩可调的扭力扳手进行力度适中的调节,以保障检漏结果准确无误,并且遵 循进气孔(4)和出气孔(6)呈Z字型不在同一侧的不对称的相对结构原则放置。待准备工 作完成之后,接通空气作为供气源,使得气体从进气孔(4)进入检测装置,在另一侧把气体 流量计连接在出气孔(6),以观察其变化即可发现膜电极是否漏气,如果漏气可检测其漏气 率。

Claims (7)

1. 一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,其特征是:由两块带有气孔的压紧夹 板(A和B)和膜电极(9)、紧固螺栓(8)和密封圈(10)构成,通过检漏装置一侧的进气孔给 气加压,从另一侧的出气孔连接气体流量计或U型连通器来定量检测膜电极是否发生了气 体的穿透而产生漏气。
2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,其特征是:压 紧夹板(A和B)上面包括气体密封槽(5)、定位孔定位销(1)、螺栓孔O)、气孔(3)、进气孔 (4)和出气孔(6),气体从进气孔(4)进入,然后从出气孔(6)逸出。
3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,其特征是:压 紧夹板(A和B)的进气孔(4)和出气孔(6)要按不对称相对位置放置,呈现不在同一侧的 不对称的相对结构,气体可采用下进上出进气方式,也可采用上进下出的进气方式。
4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,其特征是:压 紧夹板的出气孔(6)处,连接可以测量膜电极漏气率的气体流量计或U型连通器。
5.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,其特征是:压 紧夹板上在密封圈以内的位置是一个利于膜电极检漏的平滑平面(7)。
6.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,其特征是:密 封槽(¾加工深度O〜1. 5mm,误差在0〜0. Imm之间,保证密封圈和密封槽密切配合。
7.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置,其特征是:用 于进行检漏的气体可以采用氢气、空气、氮气作为气源。
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